從改進航空航天技術(shù)到優(yōu)化整個制造流程

撰文/齊健

從改進航空航天技術(shù)到優(yōu)化整個制造流程

撰文/齊健

Patrick FARDEAU

徘徊在超低空的戰(zhàn)斗機飛行表演、震耳欲聾的引擎轟鳴以及我國首款隱形戰(zhàn)斗機殲-20在公眾面前初次亮相的驚鴻一瞥，拉開了第十一屆中國國際航空航天博覽會的序幕。2016年11月1日，兩年一度的珠海航展在珠海國際航展中心如約而至，來自42個國家和地區(qū)的700余家展商參加了本次航展。

本次航展多款國內(nèi)外重量級機型悉數(shù)亮相。兩架中國自主研發(fā)的新一代噴氣式重型軍用運輸機運-20在列裝空軍后首次公開亮相，其中一架首次面向社會公眾靜展，另一架則參加了飛行表演。另外兩款國產(chǎn)重量級機型，蛟龍-600和轟-6K也出現(xiàn)在珠海航展的靜態(tài)展示區(qū)。作為中國大飛機三劍客之一的大型水陸兩棲飛機蛟龍-600，是當今世界在研的最大一款水陸兩棲飛機，于今年7月23日在珠海總裝下線。轟-6轟炸機的最新型號“戰(zhàn)神轟炸機”轟-6K，則是中國核三位一體的重要組成部分。

空客A350是參展外商機型中最受矚目的一個。10月29日上午，一架生產(chǎn)序列號為MSN2的空客A350-900測試飛機經(jīng)過近12個小時的長途飛行，順利抵達珠海金灣機場，正式揭開此次中國航展之行的帷幕。

此次參展的MSN2測試飛機參加了靜態(tài)展示和飛行表演，其擁有完整的客艙內(nèi)飾，客艙共配置252個座位，其中商務(wù)艙42座，經(jīng)濟艙210座。作為空中客車五架A350測試飛機中的一架，MSN2承擔所有與客艙相關(guān)系統(tǒng)的測試。A350擁有業(yè)內(nèi)最高的53%的復(fù)合材料使用率，為此，這架測試機還采用了顯現(xiàn)碳纖維材料結(jié)構(gòu)的特殊涂裝。

“空客A350XWB的設(shè)計過程中運用了達索系統(tǒng)Co-Design to Target和Ready For Rate的設(shè)計和制造解決方案?！痹谶_索系統(tǒng)的展臺上，達索系統(tǒng)航空航天行業(yè)全球銷售及市場發(fā)展副總裁Patrick FARDEAU接受了記者的采訪。

空客集團在生產(chǎn)流程中部署了達索系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計和仿真應(yīng)用，作為“針對目標的協(xié)同設(shè)計”（Co-Design to Target）行業(yè)解決方案體驗的一部分，支持商用飛機的飛行測試和生產(chǎn)使用過程中的工裝工具、快速原型，實現(xiàn)測試飛行和增材制造零部件的批量生產(chǎn)。

空客A350XWB

Co-Design to Target和Ready For Rate幫助空中客車集團建立了系統(tǒng)的數(shù)字連續(xù)性，從而優(yōu)化整個設(shè)計流程，并通過對增材制造流程的每一階段的虛擬驗證來優(yōu)化其概念設(shè)計。應(yīng)用達索系統(tǒng)的解決方案及其自身在增材制造領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢和工程專業(yè)知識，空客集團能夠探索更多設(shè)計和制造的可能性方案，以滿足工裝工具和零部件增材制造過程中的工程和制造需求。

Patrick FARDEAU介紹說，在A350XWB中應(yīng)用到的Ready For Rate是達索系統(tǒng)在本次航展中主推的最新制造解決方案之一。顧名思義，制造是制造企業(yè)最重視的一個環(huán)節(jié)，“我們的很多客戶針對產(chǎn)品的設(shè)計環(huán)節(jié)開展了很多的改進與提升工作，與此同時，我們認為企業(yè)在制造環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)能力方面有很大的提升空間。” Ready For Rate（制造準備）是一款可以幫助企業(yè)快速提高量產(chǎn)能力的解決方案。量產(chǎn)能力差是制約航空制造發(fā)展的一個瓶頸，無論是民用飛機還是軍工領(lǐng)域，都面臨著比較大的問題。Ready For Rate解決方案可以更好地優(yōu)化生產(chǎn)，優(yōu)化制造過程，優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計面向制造，考慮制造的效率。

“每一屆航展中，飛機制造企業(yè)都會著重談他們的制造環(huán)節(jié)。目前，波音、空客積累的生產(chǎn)定單有6000多架，按照現(xiàn)在的生產(chǎn)速率8到10年內(nèi)也無法完成。這不是每年新增定單，而是積累定單，這就需要不斷提高生產(chǎn)效率，從而盡快交付客戶。因此，我們要幫助客戶‘Ready For Rate’?！盤atrick FARDEAU這樣解釋Ready For Rate的由來。

制造流程的優(yōu)化解決方案被廣泛應(yīng)用于達索系統(tǒng)的十二個主要行業(yè)中，在實踐推廣的過程中，航空航天領(lǐng)域也不斷向其他領(lǐng)域輸送先進經(jīng)驗。例如健康領(lǐng)域已經(jīng)開始利用三維建模，對心臟等器官進行建模，包括DNA、血管結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進行醫(yī)學(xué)分析。另外，很多在飛機上大規(guī)模應(yīng)用過的復(fù)合材料，都具有輕質(zhì)、多特性等優(yōu)點，通過在航空航天領(lǐng)域的實踐，推廣到生物醫(yī)療領(lǐng)域，甚至通過3D打印實現(xiàn)更多的新用途。同時，達索系統(tǒng)通過收購Accelrys，增強了生命科學(xué)和材料科學(xué)的技術(shù)研發(fā)實力，推出BIOVIA，為用戶提供生命科學(xué)和材料計算科學(xué)的應(yīng)用，幫助用戶開展基礎(chǔ)材料研究，進行材料微觀建模，滿足新材料研發(fā)的要求。

在智能制造方面，達索系統(tǒng)基于3D體驗平臺，幫助用戶構(gòu)建產(chǎn)品的虛擬狀態(tài)，這個階段完成以后，就可以在虛擬環(huán)境中進行設(shè)計，并實現(xiàn)數(shù)字化制造，對工廠、對生產(chǎn)線、對設(shè)備進行虛擬建模，把虛擬的產(chǎn)品和虛擬的制造設(shè)備融合起來，做一個虛擬的制造。先虛擬設(shè)計，把工廠廠房虛擬構(gòu)建起來以后進行虛擬制造。在正式的生產(chǎn)組裝下線之前，在虛擬的環(huán)境中，實現(xiàn)一次產(chǎn)品的組裝，并把產(chǎn)品推出生產(chǎn)線，驗證產(chǎn)品的數(shù)字連續(xù)性，完整地打通設(shè)計端、概念端、制造端以及運營端的整個流程。在流程末端的運營過程中也要進行分析仿真，把人和設(shè)備放到虛擬環(huán)境中，檢驗運營情況，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量問題、效率瓶頸等。達索系統(tǒng)的3D體驗平臺可以幫助用戶從設(shè)計到制造，再到運營完整地走完“一條線”。

Patrick FARDEAU同時認為新技術(shù)是智能制造與工業(yè)4.0的重要支撐，他說：“達索系統(tǒng)有很多新的技術(shù)，也投入了很多精力在3D打印和機器人等領(lǐng)域，我們在美國有一個創(chuàng)新實驗室，把機器人、VR/AR技術(shù)以及3D打印綜合在一起，從一個概念到最后生產(chǎn)原型出來，大概就幾十天時間，這也是智能制造、工業(yè)4.0的一部分?！?/p>

在問及達索系統(tǒng)在航空航天領(lǐng)域如何保持技術(shù)優(yōu)勢時，Patrick FARDEAU這樣回答：“我們不僅僅是要保持我們的競爭優(yōu)勢，同時我們還要提升我們的優(yōu)勢地位。達索系統(tǒng)在3D體驗平臺中投入巨資，利用這個平臺來制定專門針對航空航天的解決方案，結(jié)合新收購的技術(shù)、其他領(lǐng)域的技術(shù)以及全新的方法，來改善現(xiàn)有客戶的業(yè)務(wù)流程?！?/p>